JP2018156842A

JP2018156842A - 導電性ペースト並びに導電性ペーストを使用したチップ抵抗器およびその製造方法

Info

Publication number: JP2018156842A
Application number: JP2017052794A
Authority: JP
Inventors: 猛河野; Takeshi Kono
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2017-03-17
Filing date: 2017-03-17
Publication date: 2018-10-04

Abstract

【課題】本発明は、窒化アルミニウムで構成された絶縁基板との密着性を良好なものにすることができる導電性ペーストを提供することを目的とするものである。【解決手段】本発明の導電ペーストは、銅ニッケル粉末に、ガラスフリット、有機ビヒクルを含有したものに、活性金属の酸化物を含有させて形成し、さらに、窒化アルミニウムで構成された絶縁基板１に、この導電性ペーストを印刷、焼成して設けられた抵抗体３を備えたチップ抵抗器を形成したものである。【選択図】図１

Description

本発明は、抵抗体として使用される導電性ペーストおよび導電性ペーストを使用したチップ抵抗器およびその製造方法に関するものである。

従来のこの種の導電性ペーストは、銅ニッケル粉末、ガラスフリット、有機ビヒクルを含有していた。そして、この導電性ペーストをアルミナで構成された絶縁基板上に印刷、焼成することによって、抵抗体を形成していた。

なお、この出願の発明に関する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。

特開平１１−２８８８０１号公報

上記した従来の導電性ペーストにおいては、窒化アルミニウムで構成された絶縁基板上に印刷した場合、導電性ペーストと窒化アルミニウムとの間では、化学的な反応をすることができないため、両者の密着性が良くないという課題を有していた。

本発明は上記従来の課題を解決するもので、窒化アルミニウムで構成された絶縁基板と抵抗体との密着性を向上されることができる導電性ペーストを提供することを目的とするものである。

上記目的を達成するために本発明は、銅ニッケル粉末、ガラスフリット、有機ビヒクルに、０．１〜５ｗｔ％の活性金属の酸化物を含有させている。

本発明の導電性ペーストは、窒化アルミニウムで構成された絶縁基板に印刷、焼成する場合、絶縁基板との界面で活性金属と絶縁基板中の窒素とが反応するため、導電性ペーストと窒化アルミニウムで構成された絶縁基板との密着性が向上し、この結果、前記導電性ペーストで形成された抵抗体と窒化アルミニウムで構成された絶縁基板との密着性を向上させることができるという優れた効果を奏するものである。

本発明の一実施の形態における導電性ペーストを使用したチップ抵抗器の断面図

以下、本発明の一実施の形態における導電性ペーストを用いたチップ抵抗器について、図面を参照しながら説明する。

図１は本発明の一実施の形態における導電性ペーストを使用したチップ抵抗器の断面図
である。

本発明の一実施の形態におけるチップ抵抗器は、図１に示すように、窒化アルミニウムで構成された絶縁基板１と、この絶縁基板１の上面の両端部に設けられた一対の上面電極２と、絶縁基板１の上面に設けられ、かつ一対の上面電極２間に形成された抵抗体３と、抵抗体３と一対の上面電極２の一部を覆うように設けられた保護膜４と、一対の上面電極２と電気的に接続されるように絶縁基板１の両端面に設けられた一対の端面電極５と、一対の端面電極５の表面に形成されためっき層６とを備えている。

上記構成において、前記絶縁基板１は、窒化アルミニウムで構成され、その形状は矩形状となっている。窒化アルミニウムは酸化アルミニウムより、高い熱伝導率と低い熱膨張率を備えているため、絶縁基板１を窒化アルミニウムで構成することによって、高温や高電力での使用が可能となる。

また、前記一対の上面電極２は、絶縁基板１上面の両端部に設けられ、銀、銀パラジウム、または銅からなる厚膜材料を印刷、焼成することによって形成されている。なお、図１に示すように、絶縁基板１裏面の両端部に一対の裏面電極２ａを形成してもよい。

さらに、前記抵抗体３は、絶縁基板１の上面において、一対の上面電極２間に、銅ニッケル粉末、ガラスフリット、有機ビヒクル、活性金属の酸化物で構成された導電性ペーストを絶縁基板１上面に印刷した後、還元雰囲気で焼成することによって形成されている。

銅ニッケル粉末中の銅とニッケルの比率（銅：ニッケル）は、５５ｗｔ％：４５ｗｔ％、６０ｗｔ％：４０ｗｔ％、６６ｗｔ％：３４ｗｔ％、７５ｗｔ％：２５ｗｔ％とすることができる。銅とニッケルの比率を変えることによって、規定する抵抗値にすることができる。

さらに、銅ニッケル粉末の粒径は２．５μｍ（Ｄ５０）とする。なお、異なる粒径のものを複数含有させ、その割合を変えることによって焼結密度を変化させることができるため、抵抗体３の緻密性を制御できる。

また、このとき、一般的な銅ニッケルペーストに含有されている５０〜９０ｗｔ％の銅ニッケル粉末、０．５〜１０ｗｔ％のガラスフリット、５〜２０ｗｔ％の有機ビヒクルに対し、さらに、０．１〜５ｗｔ％の活性金属の酸化物を添加している。

ここで、活性金属の酸化物を５ｗｔ％より多く添加すると、抵抗値が高くなり好ましくない。０．１ｗｔ％より少ないと、窒化アルミニウム基板との密着性が向上させる効果が得られなくなる。

また、ここで言う活性金属とは、水素よりも低いイオン化エネルギーを有し、水または酸と反応して容易に溶解する金属を示す。さらに、窒素と反応して窒化化合物として生成できるものが望ましい。したがって、活性金属としては、チタン、亜鉛、ジルコニウム、ビスマス、アルミニウム、ホウ素、マグネシウム、珪素（シリコン）、鉄、銅のうちいずれか１つを使用できる。

なお、窒化アルミニウムで構成された絶縁基板１と熱膨張係数が近いものがより好ましい。

そして、抵抗体３を覆うようにプリコートガラスなどの保護ガラス層を設けてもよい。さらに、抵抗体３に抵抗値調整用のトリミング溝（以下、図示せず）を設けてもよい。

また、前記保護膜４は、一対の上面電極２の一部と抵抗体３を覆うように、ガラスまたはエポキシ樹脂からなる厚膜材料により設けられている。

さらに、前記一対の端面電極５は、絶縁基板１の両端部に設けられ、保護膜４から露出した一対の上面電極２と電気的に接続されるように、Ａｇと樹脂からなる材料を印刷することによって形成される。さらに、この一対の端面電極５の表面には、ニッケルめっき層、すずめっき層からなるめっき層６が形成されている。

上記したように本発明の一実施の形態においては、導電性ペーストに活性金属の酸化物を含有させているため、この導電性ペーストを窒化アルミニウムで構成された絶縁基板１に印刷し、焼成すると、導電性ペーストと絶縁基板１との界面で、この活性化金属と絶縁基板１中の窒素とが反応し、これにより、導電性ペーストと絶縁基板１との密着性を向上させることができ、この結果、この導電性ペーストで形成された抵抗体３と窒化アルミニウムで構成された絶縁基板１との密着性を向上させることができるという効果が得られるものである。

すなわち、従来の導電性ペーストでは、ガラスと窒化アルミニウムで構成された絶縁基板との密着に対して、アンカー効果のみが寄与しているため、密着性が悪いが、本発明では、アンカー効果に加え、活性金属と窒素との化学的反応によって結合しているため、密着性を向上させることができる。

また、導電性ペーストを還元雰囲気で焼成しているため、銅ニッケル粉末の酸化を抑制させることができ、さらに、酸化物ではなく活性金属自体と窒化アルミニウム中の窒素とを反応させることができ、これにより、抵抗体３と絶縁基板１との密着性をより向上させることができる。

さらに、絶縁基板１を窒化アルミニウムで構成しているため、高温や高電力での使用が可能となる。

本発明に係る導電性ペーストは、窒化アルミニウムで構成された絶縁基板との密着性を良好なものにすることができるという効果を有するものであり、特に、導電性ペーストを使用した抵抗体を有するチップ抵抗器等において有用となるものである。

１絶縁基板
２一対の上面電極
３抵抗体
４保護膜
５一対の端面電極
６めっき層

Claims

銅ニッケル粉末に、ガラスフリット、有機ビヒクルを含有した導電性ペーストに活性金属の酸化物を含有させた導電性ペースト。
前記活性金属の酸化物の含有量を０．１〜５ｗｔ％とした請求項１に記載の導電性ペースト。
前記活性金属を、チタン、亜鉛、ジルコニウム、ビスマス、アルミニウム、ホウ素、マグネシウム、珪素、鉄、銅のうちいずれか１つとした請求項１に記載の導電性ペースト。
窒化アルミニウムで構成された絶縁基板と、前記絶縁基板に、銅ニッケル粉末、ガラスフリット、有機ビヒクル、活性金属の酸化物を含有させて形成した導電性ペーストを印刷、焼成して設けられた抵抗体とを備えたチップ抵抗器。
請求項４に記載の前記導電性ペーストを、還元雰囲気中で焼成したチップ抵抗器の製造方法。